Un des risques nuisant à une colonisation de la planète rouge est la présence de nombreuses ondes ionisantes et mutagènes constituant les rayonnements solaires. La première source de ces rayonnements est le soleil lui-même. C’est lors d’éruption solaire, que de nombreuses particules chargées sont propulsées et atteignent une vitesse d’éjection de 500 à 5000 kilomètres par secondes ! Ces éruptions peuvent atteindre plus de 1022 Joules d’énergie libérée par seconde soit 1014 fois plus grande que l’énergie dégagée par la plus puissante bombe jamais utilisée, La Tsar Bomba. Et cela dure plusieurs heures !
Elles sont la cause presque certaine de la perte de l’atmosphère de mars.
Quels sont les risques liés à ces ondes et comment s'en protéger ?
1) Les risques
Les rayonnements cosmiques ont un impact direct et potentiellement très dangereux sur la santé des astronautes.
Les cellules humaines sont composées d’un noyau comprenant l’information génétique de l’individu au niveau des chromosomes comprenant une ou deux chromatides (molécule d’ADN (acide désoxyribonucléique). L’ADN est formé de différentes bases azotées ou nucléotides (guanine, thymine, adénine, et cytosine) reliées suivant un principe de complémentarité (A->T et C->G) par des liaisons hydrogènes.
Les rayonnements peuvent endommager ces liaisons et modifier ainsi le génotype des individus en provoquant des mutations dans la séquence nucléotidique des gènes si ces mutations ne sont pas réparées par les systèmes enzymatiques. Ces rayonnements augmentent le risque de mutations ponctuelles.
Il existe trois types de mutations ponctuelles :
– La mutation par substitution : changement d’un nucléotide par un autre.
– La mutation par délétion : suppression d’un nucléotide.
– La mutation par addition : insertion d’un nucléotide.
Ces mutations peuvent provoquer des changements dans le phénotype moléculaire mais aussi macroscopique (symptômes divers) chez les individus exposés. Une exposition trop importante augmente extrêmement le risque de modifications corporelles, de maladies génétiques, et de cancers au long terme.
2) Les solutions
Les matériaux à forte teneur en hydrogène représentent la protection la plus plausible afin de se protéger de ces différents rayonnements.
En 2016, la NASA a dévoilé la possibilité d’utiliser un nouveau matériau qui détrônera les nanotubes de carbone (fibres de carbone) qui sont pour le moment la solution envisagée pour la construction des fusées:
ce sont les nanotubes de nitrure de bore.
En effet, ce matériau est constitué d’atomes de bore très efficace pour l’absorption des neutrons chargés. Ce matériau est synthétisé à l’aide de bore et d’azote et se présente sous la forme de fibre, comme du textile, du coton. Cette forme lui permettra d’être imprégné d’hydrogène liquide. Ces nanotubes sont extrêmement résistants à la chaleur (jusqu’à 900°C) et sont 6 fois moins lourds que l’acier. Ces propriétés le placent dans les prétendants aux matériaux utilisables pour fabriquer la fusée afin de protéger les colons des radiations.
Une autre solution plus simple pourrait être de protéger les fusées et habitats à l’aide d’une couche d’eau (fortement composé d’hydrogène). Cependant l’eau est dense et donc lourde ce qui est gênant lorsque l’on cherche à réduire le poids du chargement.